曲興偉

摘 要：結(jié)合碾壓混凝土施工材料、施工特點(diǎn)及溫度變化情況，根據(jù)工程狀況，通過采取降低澆筑溫度、水管冷卻等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)碾壓混凝土壩溫度的把控，保證工程質(zhì)量。本文就結(jié)合工程案例，重點(diǎn)闡述和分析碾壓混凝土壩施工溫度控制的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：碾壓混凝土壩 施工 溫度控制 技術(shù)措施

1.引言

防裂作為混凝土壩施工、設(shè)計(jì)、運(yùn)行等環(huán)節(jié)中重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容?；炷翂瘟芽p一般是因?yàn)闇囟茸兓瘜?dǎo)致，所以防裂核心方式就是通過對(duì)溫度把控和結(jié)構(gòu)措施減少溫度應(yīng)力。和常態(tài)混凝土進(jìn)行比較，碾壓混凝土在材料參數(shù)及施工方式上有著明顯差異，其溫度應(yīng)力與溫度措施具備特有特點(diǎn)，在對(duì)碾壓混凝土壩溫度及應(yīng)力分析及控制過程中，需要對(duì)這些特點(diǎn)綜合思考。結(jié)合碾壓混凝土壩實(shí)際情況和溫度控制要求，采取合理的施工技術(shù)，減少溫度應(yīng)力帶來(lái)的影響，保證碾壓混凝土壩整體安全。

2.工程概況

莊里水庫(kù)位于山東省南四湖湖東地區(qū)十字河流域，是國(guó)務(wù)院確定的172項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程之一，水庫(kù)總庫(kù)容1.33億m3；水庫(kù)大壩為壤土均質(zhì)壩和碾壓混凝土壩的混合壩型，壩軸線長(zhǎng)3124m，壩頂高程119.90m；溢洪道長(zhǎng)249m，布置在河床中間，分為溢流壩段、左右岸半插入段和左右岸全插入段，共五部分14段。

3.碾壓混凝土壩施工溫度控制標(biāo)準(zhǔn)

3.1壩體混凝土最高溫度控制設(shè)計(jì)

首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑南嚓P(guān)溫度標(biāo)準(zhǔn)（一般包括碾壓混凝土澆筑溫度、基礎(chǔ)允許溫差、混凝土的內(nèi)外溫差等），結(jié)合相關(guān)工程規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，參考類似工程參數(shù)，經(jīng)碾壓混凝土壩穩(wěn)定溫度場(chǎng)仿真分析，確定莊里水庫(kù)工程壩體碾壓混凝土允許最高溫度：0～0.4L（約束區(qū)），最高溫度33.0℃；大于0.4L（非約束區(qū)），最高溫度36.0℃。在此過程中需要注意，如果上下游采取保溫對(duì)策時(shí)，允許最大溫度可以上調(diào)2℃左右。

3.2壩體混凝土內(nèi)外溫差設(shè)計(jì)

內(nèi)外溫差是指混凝土內(nèi)部與表面（一般距混凝土外露面5～10cm位置）。由于碾壓混凝土膠凝材料中摻和百分之五十以上的粉煤灰，減少了水泥用量，導(dǎo)致水化熱放熱過程緩慢，混凝土內(nèi)部達(dá)到最高溫度時(shí)間較長(zhǎng)，降溫過程時(shí)間長(zhǎng)，使壩體內(nèi)部混凝土長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)，當(dāng)遇到氣溫驟降時(shí)，容易形成較大的內(nèi)外溫差，以致造成溫控裂縫；所以應(yīng)加強(qiáng)混凝土表面保溫，做好氣溫驟降期間和冬季施工期間的保溫防裂措施。內(nèi)外溫差控制不允許超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一般控制在14～230C，莊里水庫(kù)工程的內(nèi)外溫差設(shè)計(jì)值為200C。

3.3壩體混凝土新老結(jié)合面溫差設(shè)計(jì)

間歇階段大于28天的混凝土稱之為老混凝土。由于上下層新老混凝土的溫差所引起的溫度應(yīng)力往往比較大，所以混凝土表面L/4范疇內(nèi)的新澆筑混凝土根據(jù)新老混凝土溫度差進(jìn)行控制。壩體碾壓混凝土新老混凝土溫差控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，一般控制溫差為13～17℃。

4.碾壓混凝土壩施工溫度控制的技術(shù)措施

4.1合理分倉(cāng)分縫并科學(xué)安排施工進(jìn)度

碾壓混凝土施工一般采取通倉(cāng)薄層連續(xù)澆筑，倉(cāng)面劃分需遵循這一原則，同時(shí)還要考慮施工機(jī)械生產(chǎn)率的影響。碾壓混凝土大壩一般不設(shè)縱縫，橫縫分縫距離一般為20m左右，施工中采用切縫機(jī)切縫。

根據(jù)工程特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，科學(xué)安排混凝土施工程序和施工進(jìn)度，充分利用低溫季節(jié)進(jìn)行施工?；A(chǔ)約束區(qū)、孔口等重要結(jié)構(gòu)部位，要在設(shè)計(jì)規(guī)定的間歇期內(nèi)連續(xù)澆筑，杜絕出現(xiàn)薄層長(zhǎng)間歇；基礎(chǔ)約束區(qū)、孔口等，溫控要求嚴(yán)格的部位盡量安排在低溫季節(jié)施工，無(wú)法避開高溫季節(jié)施工時(shí)，盡可能利用晚間低溫時(shí)段澆筑。

4.2優(yōu)化配合比

在滿足工程設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的情況下，優(yōu)化混凝土配比，采用放熱量較低的水泥，減少水泥用量，采取摻加超過50%的優(yōu)質(zhì)粉煤灰，優(yōu)選復(fù)合外加劑（減水劑和引氣劑），改善骨料級(jí)配，盡量選用抗裂性能好骨料，已減少混凝土水化熱溫升和延緩水化熱發(fā)散速率，將混凝土最高溫度控制在規(guī)定范疇內(nèi)，改善混凝土的抗裂性能，提高混凝土的抗裂能力。

4.3材料溫控措施

料倉(cāng)骨料堆料高度不低于6m，優(yōu)先使用已儲(chǔ)備幾天的溫度較低的骨料；在高溫季節(jié)，骨料堆頂部噴霧降溫。

水泥和粉煤灰提前存儲(chǔ)，溫度分別不超過60℃和45℃；水泥和粉煤灰存儲(chǔ)罐的表面涂刷白色油漆，減少吸熱；高溫季節(jié)可以在儲(chǔ)存罐表面灑水降溫。

4.4混凝土澆筑過程溫度控制

（1）在混凝土攪拌過程中，如果澆筑溫度高于設(shè)計(jì)要求的溫度控制標(biāo)準(zhǔn)，則需要采取加冰攪拌方式。

（2）優(yōu)化混凝土運(yùn)輸方案，為加快入倉(cāng)速度，盡量采用汽車直接入倉(cāng)，確保運(yùn)輸?shù)缆返臅惩?，?yīng)避免等車卸料現(xiàn)象；高溫季節(jié)，運(yùn)輸車輛頂部搭設(shè)活動(dòng)遮陽(yáng)棚，車輛兩側(cè)設(shè)保溫層等措施。

（3）在高溫季節(jié)混凝土入倉(cāng)后及時(shí)平倉(cāng)、碾壓或振搗，縮短混凝土暴露時(shí)間，碾壓混凝土從出機(jī)到碾壓完畢一般控制在2h以內(nèi)，層間間隔夏季高溫時(shí)段一般控制在4～6h之內(nèi)，其它時(shí)間控制在4～12h。高溫季節(jié)施工，采用噴霧劑噴霧、高壓水槍噴霧等方式降低倉(cāng)面環(huán)境溫度。

（4）斜層碾壓施工工藝是加速混凝土施工的有效方法，自卸車直接入倉(cāng)、快速連續(xù)鋪筑碾壓，縮短了倉(cāng)面間隔時(shí)間，保證了施工質(zhì)量；采用此工藝，各施工工序之間互不干擾，可以平行作業(yè)。一個(gè)倉(cāng)面在進(jìn)行碾壓施工同時(shí)可以在已收倉(cāng)的部位進(jìn)行下一倉(cāng)的準(zhǔn)備工作，極大節(jié)省備倉(cāng)時(shí)間，從而縮短了工期。

4.5混凝土表面保溫

碾壓混凝土施工宜在日平均氣溫 3～25℃之間進(jìn)行，當(dāng)日平均氣溫高于25℃，需要采取有效的降溫措施，當(dāng)日平均氣溫低于3℃，需要對(duì)壩面和倉(cāng)面采取適當(dāng)?shù)谋卮胧?。?dāng)日平均氣溫在2～4d內(nèi)連續(xù)下降6℃以上時(shí)，對(duì)齡期在60天之內(nèi)暴露面，需要進(jìn)行早期表面保護(hù)。當(dāng)拆模的混凝土遇到寒潮，需在模板外覆蓋保溫被，并延長(zhǎng)拆模時(shí)間，選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間拆模。在完成澆筑工作以后，如果不連續(xù)施工，應(yīng)該對(duì)混凝土表面溫度進(jìn)行控制，防止寒潮等導(dǎo)致混凝土外部和內(nèi)部溫差較大，引發(fā)混凝土裂縫。

4.6壩體通水冷卻

在水管材質(zhì)及管徑選擇上，主要以PE管為主，內(nèi)徑為2.8cm，外徑為3.2cm。在水管布置上，在位置為0-0.4L約束區(qū)，采取1.0m×0.9m（排距×層距）；約束區(qū)以外其他部位，采用1.0m×（1.2 ～1.5 m）（排距×層距），結(jié)合工程實(shí)際情況適當(dāng)修改。在回形管中，應(yīng)該結(jié)合上下游情況，讓水管呈現(xiàn)出水蛇分布方式，單根水管長(zhǎng)度不得大于250m；在溫度控制過程中，PE管深入壩體及外漏長(zhǎng)度為50cm。在水管鋪設(shè)過程中，需要科學(xué)設(shè)定高程，并在層面鋪設(shè)工作完成以后進(jìn)行施工，由專業(yè)人員負(fù)責(zé)，保證管道之間距離，冷卻水管長(zhǎng)度不得大于250m。

通水冷卻分為初期通水冷卻和后期通水冷卻，9月初至次年8月底以前澆筑的壩體混凝土，在次年11月1日開始進(jìn)行后期通水冷卻。

采取井水冷卻，水溫控制在16℃。如果井水水量不滿足工程要求，則采取沉淀的河水，和井水一同應(yīng)用，水溫控制在18℃。在混凝土澆筑完成以后，盡可能早通水（不晚于12小時(shí)），如果日降溫沒有超過1℃，則通水時(shí)間設(shè)定為60天左右，可以結(jié)合實(shí)際溫度變化進(jìn)行設(shè)定。

4.7溫度監(jiān)測(cè)

對(duì)典型壩段位置進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，溫度計(jì)測(cè)點(diǎn)需要設(shè)定在壩段左右兩端位置，不同澆筑層、不同標(biāo)號(hào)混凝土中心位置需要設(shè)定一個(gè)測(cè)點(diǎn)，并且在上游位置設(shè)定一個(gè)測(cè)點(diǎn)。本次采取溫度傳感器測(cè)量方式，測(cè)量范疇控制在-55℃～+125℃。溫度傳感器安裝之前，需要做好調(diào)試工作，保證安裝位置精準(zhǔn)無(wú)誤，引出線集中分布，并做好保護(hù)工作。在混凝土下料過程中，不可直接沖擊測(cè)溫元件。在進(jìn)行混凝土施工時(shí)，每間隔4小時(shí)測(cè)量混凝土溫度，并做好記錄。

5.結(jié)束語(yǔ)

總而言之，碾壓混凝土壩溫度控制和常態(tài)混凝土進(jìn)行比較，不但比較簡(jiǎn)化，并且溫度控制效果較為顯著。在溫度控制時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際情況，從各個(gè)環(huán)節(jié)入手，合理選擇溫度控制方式，科學(xué)設(shè)定溫度控制節(jié)點(diǎn)，對(duì)混凝土溫度變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格控制施工流程，減少溫度變化給施工質(zhì)量帶來(lái)的影響，保證工程整體施工安全。

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